DE10346484A1

DE10346484A1 - Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10346484A1
Application number: DE10346484A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Holz (FH); Jörg Dr.rer.nat. Moisel
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Burani Consulting W Us LLC
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2023-10-03
Also published as: GB0420625D0; FR2860463A1; US20050073582A1; FR2860463B1; GB2406734B; GB2406734A; JP2005199995A; DE10346484B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnissse in einem Kraftfahrzeug, mit einer Strahlungsquelle für infrarote Strahlung zur Bestrahlung der Umgebung des Fahrzeuges, mit einer infrarotempfindlichen Kamera zur Erfassung zunmindest eines Teils der bestrahlten Umgebung, mit einer Displayeinheit zur Darstellung erfsster Bilddaten und mit einer Steuereinheit zur Steuerung der Vorrichtung. Weiterhin ist eine Bildauswerteeinheit vorgesehen, welche mit der Kamera und der Steuereinheit verbunden ist und welche die erfassten Bilddaten auf die empfohlene Richtgeschwindigkeit v¶richt¶ auswertet und diese einem Fahrzeugführer als Geschwindigkeitsempfehlung zur Verfügung stellt. DOLLAR A Zusätzlich wird fakultativ aus den Bilddaten die empfohlene Maximalgeschwindigkeit v¶max¶ ausgewertet. Ein Geschwindigkeitssensor ist vorgesehen, welcher mit der Steuereinheit so verbunden ist, dass die Steuereinheit ein Ausschalten des Displays beim Überschreiten der Fahrzeuggeschwindigkeit v über die Maximalgeschwindigkeit v¶max¶ bewirkt. DOLLAR A Diese Vorrichtung gewährleistet einen sehr sicheren Betrieb des Fahrzeuges mit der Vorrichtung für den Benutzer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sicht in einem Kraftfahrzeug.
Aus der DE 40 32 927 C2 ist eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sicht in einem Kraftfahrzeug mit einer Strahlungsquelle für infrarote Strahlung zur Bestrahlung der Umgebung des Fahrzeugs sowie einer infrarotempfindlichen Kamera, die den bestrahlten Sichtbereich des Fahrers erfasst und die erfassten Bilddaten mit einer als Head-up-Display ausgebildeten Anzeigevorrichtung dem Fahrer zur Verfügung stellt, in dem die Bilddaten als virtuelles Bild der äußeren Landschaft visuell überlagert werden, bekannt. Mit dieser Vorrichtung kann der Fahrer nachts oder bei schlechter Witterung erheblich besser sehen, insbesondere bei Blendung durch entgegenkommende Fahrzeuge. Durch die Verwendung von infraroter Strahlung blendet er hingegen den entgegenkommenden Verkehr nicht. Derartige Vorrichtungen werden auch als Nachtsichtsysteme bezeichnet.
Durch die verbesserte Sicht kann der Fahrzeugführer dazu verleitet werden, ausschließlich auf das Display zu schauen und nicht mehr die Umgebung direkt zu beobachten, was zu Fehlinterpretationen führen kann. Insbesondere besteht die Gefahr, dass die Sichtweite überschätzt wird und aufgrund der vermeintlich besseren Sicht zu schnell gefahren wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug anzugeben, welche diese Nachteile verringert und dadurch die Verkehrssicherheit erhöht.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug ist neben der Strahlungsquelle für infrarote Strahlung, der infrarotempfindlichen Kamera, dem Display zur Darstellung der durch die Kamera erfassten Bilddaten und der Steuereinheit zur Steuerung der Vorrichtung mit einer Bildauswerteeinheit versehen, welche mit der Kamera und der Steuereinheit verbunden ist und welche die erfassten Bilddaten auswertet. Die Auswertung durch die Bildauswerteeinheit erfolgt dahingehend, dass aufgrund der erfassten Bilddaten eine empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt und gegebenenfalls zusätzlich eine empfohlene Maximalgeschwindigkeit V_max bestimmt wird.
Dabei repräsentiert die empfohlene Richtgeschwindigkeit V_richt eine durch die Vorrichtung ermittelte Geschwindigkeit, welche einen effizienten Verkehrsfluss aber auch eine angemessene fahrzeugindividuelle Sicherheit gewährleistet. Dagegen repräsentiert die empfohlene Maximalgeschwindigkeit V_max eine durch die Vorrichtung ermittelte Geschwindigkeit, welche aus schließlich eine angemessene fahrzeugindividuelle Sicherheit gewährleistet. Von dieser empfohlenen Richtgeschwindigkeit v_richt und empfohlenen Maximalgeschwindigkeit V_max ist die gesetzlich vorgeschriebene zulässige Maximal- oder Höchstgeschwindigkeit zu unterscheiden. Diese Geschwindigkeit ist regelmäßig höher als empfohlenen Maximalgeschwindigkeit V_max und diese wiederum höher als die empfohlenen Richtgeschwindigkeit v_richt.
Die bestimmte empfohlenen Richtgeschwindigkeit v_richt wird dem Fahrzeugführer insbesondere über das Display oder alternativ oder zusätzlich über eine Sprachausgabe zur Verfügung gestellt, so dass dieser eine Geschwindigkeitsempfehlung erhält, die einerseits einen effizienten Verkehrsfluss bei ausreichender Verkehrssicherheit gewährleistet. Durch diese Geschwindigkeitsempfehlung wird erfahrungsgemäß Einfluss auf das Fahrverhalten der Fahrzeugsführers genommen und dadurch eine besseres insbesondere ein sicheres Führen des Fahrzeugs im Verkehr erreicht. Dies ist mit einer Verbesserung des Verkehrsflusses und damit mit einer Reduktion der Stresses beim Fahren verbunden, was zu einer Reduktion des Fehlverhaltens eines Fahrzeugführers und damit zu einer Reduktion der Verkehrsunfälle führt.
Neben der Möglichkeit mit Hilfe der Bildauswerteeinheit sowohl die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt wie auch die empfohlene maximale Fahrzeuggeschwindigkeit V_max jede für sich aus den Bilddaten zu bestimmen hat es sich bewährt, aus der empfohlenen Richtgeschwindigkeit v_richt die empfohlene maximale Fahrzeuggeschwindigkeit V_max zu bestimmen. Dabei hat es sich besonders bewährt, die empfohlene maximale Fahrzeuggeschwindigkeit V_max dadurch zu bestimmen, indem die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt mit einem vorgegebenen Faktor multipliziert wird. Ein Faktor im Bereich von 1,1 hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen. Aber auch ein Faktor im Bereich von 1,05 oder 1,2 erfüllt in ausreichender Weise die Anforderungen, die an eine Bestimmung der empfohlenen maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit V_max gestellt werden. Diese Form der Bestimmung der empfohlenen maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit V_max erweist sich als sehr einfach, schnell, wenig rechenintensiv und dabei auch als ausreichend zuverlässig. Der Faktor wird dabei bevorzugt einstellbar gewählt, so dass er auf einfache Weise durch den Benutzer selbst oder im Rahmen eines Werkstattaufenthaltes an das Fahrverhalten oder das veränderte Fahrzeug angepasst werden kann.
Vorzugsweise wird der Steuereinheit durch einen Geschwindigkeitssensor, welcher mit der Vorrichtung verbunden ist, zusätzlich ein aktuelles Geschwindigkeitssignal zur Fahrzeugsgeschwindigkeit V zugeführt. Abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V wird dann die Vorrichtung durch die Steuereinheit dahingehend gesteuert, dass die Darstellung der erfassten Bilddaten in dem Display nur beim Unterschreiten der empfohlenen Maximalgeschwindigkeit V_max erfolgt. Dadurch ist gewährleistet, dass der Fahrzeugführer sich nicht auf den subjektiven Eindruck einer aufgrund der Vorrichtung besonders guten, überschätzten Sicht verlassen kann und dementsprechend seine Fahrzeuggeschwindigkeit V unangemessen hoch entsprechend seiner fehlinterpretierten Sichtweite wählt. Durch das geschwindigkeitsabhängige Abschalten beim Überschreiten der empfohlenen maximalen Geschwindigkeit V_max ist gewährleistet, dass der Fahrzeugführer gezwungen ist, sich dann nach der direkten Erfassung der Fahrzeugumgebung, d. h. beispielsweise bei Nacht oder bei schlechter Sicht nach der gewöhnlichen Erfassung der Fahrzeugumgebung zu richten und sich nicht der verbesserten Sicht durch die Vorrichtung, welche ihm über das Display zur Verfügung gestellt werden kann, bedienen kann. Durch dieses Abschalten ist er somit gezwungen, seine Ge schwindigkeit regelmäßig zu überdenken, da er nun nicht mehr die verbesserte Sicht zur Verfügung hat und dementsprechend seine Fahrgeschwindigkeit entsprechend der tatsächlichen Sicht im sichtbaren Bereich des Lichts also ohne Unterstützung durch infrarote Strahlung wählen und dementsprechend reduziert wählen muss. Dies führt dazu, dass der Fahrer nun auf Basis der schlechteren Sicht regelmäßig seine Fahrzeuggeschwindigkeit reduzieren wird, was sich positiv auf die Verkehrssicherheit auswirkt.
Dabei werden die erfassten Bilddaten mittels einer Bilddatenauswerteeinheit auf ihre Eigenschaften beispielsweise die Helligkeit bzw. Kontrastwerte ausgewertet und in Abhängigkeit dieser Eigenschaften dann mittels der Steuereinheit die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt bzw. die empfohlene Maximalgeschwindigkeit V_max bestimmt. Dies erfolgt entweder anhand einer Referenztabelle, in der ein Maß für die jeweiligen Eigenschaften ins Verhältnis zu einem Maß für die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt bzw. die maximale empfohlene Geschwindigkeit V_max gesetzt ist oder durch eine arithmetische beispielsweise durch eine direkte Umrechnungsvorschrift, welche beispielsweise auf Basis der mittleren Helligkeit oder des mittleren Kontrastes der Bilddaten eine bestimmte maximale empfohlene Geschwindigkeit V_max oder die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt berechnet. Durch diese Bestimmung der empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt oder Maximalgeschwindigkeit V_max abhängig von den aktuellen Bilddaten gelingt es, ein sehr aktuelles Verhalten der Vorrichtung bzw. Steuerungsverhalten, welches sich an den aktuellen Bilddaten und damit an der aktuellen Umgebungssituation orientiert, zu gewährleisten. Damit ist sichergestellt, dass abhängig von den jeweiligen Umgebungssituationen und damit den jeweiligen Sichtverhältnissen die passende empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt oder maximale Geschwindigkeit V_max gewählt wird und da durch der Fahrzeugführer verlässlich dazu gebracht wird, sich nicht zu sehr auf die Darstellung der Bilddaten in dem Display zu verlassen. Dadurch gelingt es den Fahrer von einer ausschließlichen Berücksichtigung der im Display dargestellten Bilddaten fernzuhalten und ihn zumindest zu einer ergänzenden Berücksichtigung der Umgebung durch direkte Erfassung zu veranlassen. Dies führt zu einer merklichen Verbesserung des Fahrverhaltens und damit der Sicherheit des Fahrzeugsführers, des Fahrzeugs aber auch des gesamten Verkehrs.
Auch hat es sich bewährt, die erfassten Bilddaten auf ihren Darstellungsgehalt im Hinblick auf den Umgebungszustand insbesondere auf den Fahrbahnverlauf, den Fahrbahnzustand, den Wetterzustand, die vorhandenen Verkehrszeichen oder das Verkehrsaufkommen auszuwerten und daraus insbesondere mittels eines Klassifikators die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt bzw. die Maximalgeschwindigkeit V_max zu bestimmen. Wird beispielsweise durch den Klassifikator der Fahrbahnverlauf als kurvige Strecke oder als Autobahn oder ein Verkehrszeichen am Straßenrand als geschwindigkeitsrelevantes Verkehrszeichen bewertet bzw. ausgewertet, so wird entsprechend dieser Bewertung die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt und/oder die maximale, empfohlene Geschwindigkeit V_max gewählt. Diese Wahl erfolgt typisch anhand einer Referenztabelle. Beispielsweise wird bei einer kurvenreichen Streckenführung die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt bzw. Maximalgeschwindigkeit V_max geringer gewählt als bei einem gradlinigen Verlauf oder bei einer Autobahn. In entsprechender Weise werden bei dem Vorliegen von geschwindigkeitsbegrenzenden Verkehrszeichen diese erkannt und beispielsweise durch den Klassifikator bewertet und dadurch die maximale, empfohlene Geschwindigkeit bestimmt und zur Grundlage der Steuerung durch die Steuereinheit gemacht.
In entsprechender weise hat es sich bewährt, durch die Bildauswerteeinheit den Fahrbahnzustand zu erfassen und abhängig vom Fahrbahnzustand die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt bzw. Maximalgeschwindigkeit zu wählen. Wird beispielsweise mittels der Bildauswerteeinheit ein sehr schlechter Fahrbahnzustand bestimmt, der beispielsweise aufgrund von Schnee- oder Eisbelag oder Nässe aber auch durch ungleichmäßige Bodenbeschaffenheit gegeben sein kann, so wird die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt bzw. die maximale Geschwindigkeit V_max gering gewählt, während bei trockener, gleichmäßig glatter Fahrbahnoberfläche und damit gutem Fahrbahnzustand die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt und/oder die empfohlene maximale Fahrzeuggeschwindigkeit V_max hoch, insbesondere nahe oder gleich der gesetzlich zugelassenen Maximalfahrgeschwindigkeit gewählt wird.
Mit Hilfe der Bildauswerteeinheit lässt sich auch der Wetterzustand insbesondere die Sichtweite oder auch das Vorhandensein von Regen oder Schnee bzw. Nebel bestimmen und daraus ein Maß für die maximale empfohlene Geschwindigkeiten ableiten. Diese spezifische umgebungsabhängige Bestimmung der Maximalgeschwindigkeit ermöglicht es, das Display sehr verlässlich und sicher so auszuschalten bzw. einzuschalten, dass der Fahrzeugführer in einem angemessenen Geschwindigkeitsbereich die verbesserte Sicht durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verfügung hat während er bei einer Geschwindigkeit außerhalb dieses angemessenen Geschwindigkeitsbereiches, d. h. oberhalb der empfohlenen Maximalgeschwindigkeit V_max die verbesserte Sicht nicht zur Verfügung hat, was ihn zu einem direkten Wahrnehmen der Umgebung bringt und ihn zu einer Überprüfung, zu einem Überdenken der Fahrgeschwindigkeit und regelmäßig zu einem Verringern der Fahrgeschwindigkeit bringt. Dies führt erfahrungsgemäß zu einer wesentlich sichereren Fahrweise.
Darüber hinaus gelingt es, durch das durch die Betriebsweise der Vorrichtung erzwungen Lösen von der Displaydarstellung der Umgebung die Gefahr der Überschätzung der Sichtverhältnisse und damit der Gefahr des zu schnellen Fahrens tendenziell zu reduzieren, da der Fahrzeugführer sich nun nicht ausschließlich auf die verbesserte Sicht, welche durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geschaffen wird, verlassen kann. Insgesamt führen diese Aspekte zu einer Verbesserung der Sicherheit für den Fahrzeugführer bzw. den Fahrer und damit auch für den gesamten Verkehr und die darin beteiligten Personen.
Vorzugsweise wird die Darstellung auf dem Display wieder eingeschaltet, sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit V unter eine vorgegebene Grenzgeschwindigkeit, welche vorzugsweise gleich der empfohlenen MaximalgeschwindigkeitV_max oder im Bereich dieser liegt, sinkt. Dies führt dazu, dass die verbesserte Sicht bei angemessener Geschwinäigkeit regelmäßig zur Verfügung steht, während sie bei zu hoher Geschwindigkeit – also oberhalb der empfohlenen Maximalgeschwindigkeit V_max – entsprechend dem Steuerungsverhalten durch die Steuereinheit nicht zur Verfügung steht. Dies führt zu einer merklich verbesserten Verkehrssicherheit.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die erfindungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass ein Einschalten des Displays bei Unterschreitung der Fahrzeuggeschwindigkeit V um die Geschwindigkeitsdifferenz V₀ im Bereich von wenigen Kilometern pro Stunde unter die Maximalgeschwindigkeit V_max erfolgt. Durch dieses „verspätete" Einschalten der Darstellung in dem Display gelingt es, ein Schaltverhalten in der Art einer Hysterese zu realisieren, was ein unangenehmes Hin- und Herschalten bzw. ein Art fla ckern des Displays durch das durch die Steuereinheit gesteuerte Ausschalten bei Überschreiten der Maximalgeschwindigkeit V_max und das Einschalten bei Unterschreiten der Maximalgeschwindigkeit V_max verhindert werden kann. Dies gelingt bevorzugt durch Wahl der Geschwindigkeitsdifferenz V₀ im Bereich von einigen Kilometern pro Stunde, vorzugsweise im Bereich von einigen % insbesondere von 5 % der ausgewerteten, empfohlenen Richtgeschwindigkeit v_richt oder Maximalgeschwindigkeit V_max. Durch eine vorgegebene Geschwindigkeitsdifferenz V₀ im Bereich von einigen Kilometern je Stunde ist eine sehr einfache und sichere Steuerung der Vorrichtung gewährleistet, welche sehr einfach und kostengünstig zu realisieren ist. Die Anknüpfung der Geschwindigkeitsdifferenz V₀ an die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt oder die empfohlene maximale Geschwindigkeit V_max gewährleistet eine dynamische situationsgepasste Steuerung des differenzierten Einschalt- bzw. Ausschaltprozesses des Displays bzw. der Kamera oder der Strahlungsquelle, was zu einem sehr angenehmen Steuerverhalten der Vorrichtung führt. Eine solche situationsangepasste Steuerung erweist als sehr angenehm für den Fahrzeugführer, was sich sehr positiv auf sein Fahrverhalten und damit auf die Verkehrssicherheit auswirkt.
Es hat sich besonders bewährt, die Steuereinrichtung so auszubilden, dass die empfohlenen Richtgeschwindigkeit v_richt bzw. die ermittelte empfohlene maximale Geschwindigkeit V_max dem Fahrzeugführer insbesondere über das Display ausgegeben werden kann. Dies führt dazu, dass der Fahrzeugführer einen Hinweis über die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ermittelte empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt und/oder empfohlene Maximalgeschwindigkeit V_max erhält und dadurch geneigt ist, diese Geschwindigkeiten nicht zu überschreiten und sicher unterhalb der Maximalgeschwindigkeit oder im Bereich der empfohlenen Richtgeschwindigkeit v_richt zu fahren. Dies führt dazu, dass ihm stets die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verfügung gestellte verbesserte Sicht stets zur Verfügung steht und er nicht durch ein Ausschalten unangenehm überrascht wird und dadurch gezwungen ist, ausschließlich nach direkten Erfassung, Betrachtung der Umgebung zu fahren.
Nach einer anderen bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist neben den Ein- und Ausschalter für die Vorrichtung ein zusätzlicher Schalter zum Einschalten des Displays, der Strahlungsquelle und/oder der Kamera der Vorrichtung vorgesehen. Dieser zusätzliche Schalter ermöglicht das aktive bewusste Einschalten der Bilddarstellung in dem Display, nachdem das Display, die Strahlungseinheit bzw. die Kamera zuvor ausgeschaltet worden sind. Damit ist gewährleistet, dass der Fahrzeugführer bedarfsgemäß durch Betätigen des zusätzlichen Schalters die Vorrichtung vollständig in Betrieb nehmen kann und damit in den Vorteil der verbesserten Sicht gelangen kann. Dabei hat es sich besonders bewährt, den zusätzlichen Schalter im Bereich des Lenkrads insbesondere in Form des Lichthupenschalters oder einer Wippe am Lenkrad zu realisieren. Durch die Anordnung des zusätzlichen Schalters im Bereich des Lenkrades gelingt es, eine Betätigung des Schalters zu erreichen, ohne dass das Lenkrad vollständig durch eine oder beide Hände losgelassen werden muss. Dies führt zu einer sehr sicheren Handhabung der Vorrichtung und damit zu einer Erhöhung der Verkehrssicherheit. Besonders bewährt hat sich die Verwendung des Lichthupenschalters als zusätzlicher Schalter für die Vorrichtung, wodurch sichergestellt ist, dass durch Betätigen des Lichthupenschalters nicht nur die Lichthupe sondern auch das Display bzw. die Kamera wieder in Betrieb genommen wird. Dies führt dazu, dass die durch die Infrarotstrahlungsquelle bestrahlte Fahrzeugumgebung durch die Kamera zumindest teilweise erfasst wird und die erfassten Bilddaten auf dem Display zur Darstellung gebracht werden können.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Ausschalten des Displays, also die Beendigung der Bilddarstellung, sprunghaft also abrupt auszubilden. Dies hat den Vorteil, dass eine sehr einfache und wenig anfällige Steuerung der Vorrichtung ausreichend ist, diese erfindungsgemäße positive Wirkung zur Erhöhung der Verkehrssicherheit zu erreichen.
Darüber hinaus hat sich nach einer anderen Ausbildung der Erfindung bewährt, den Ausschaltvorgang gleitend auszubilden, so dass die Bildwiedergabe nicht abrupt sondern über einen gewissen Zeitraum fließend von der vollwertigen Bilddatendarstellung zu dem ausgeschalteten Zustand ohne Bilddarstellung übergeht. Dabei kann dieses gleitende Ausschalten insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Helligkeitswerte oder Kontrastwerte der Bilddarstellung bzw. des Displays dahingehend eingeschränkt werden, dass kontinuierlich ein immer geringerer Helligkeitsbereich bzw. Kontrastbereich zur Verfügung steht. Diese Reduktion des Helligkeits- oder Kontrastbereichs wird soweit geführt, bis diese Bereiche auf Null geschrumpft sind und damit das Display ausgeschaltet ist. Alternativ hierzu hat es sich auch bewährt, die Bilddaten durch ein künstliches Rauschen zu verfremden und die Verfremdung immer stärker werden zu lassen, was durch eine Erhöhung des Rauschanteils erreicht wird, bis die Bilddaten praktisch nicht mehr erfassbar sind. Dieser Zustand entspricht dem ausgeschalteten Display, da dieses Display nicht mehr geeignet ist, die darzustellenden Bilddaten der erfassten infrarotbestrahlten Umgebung darzustellen. Vorzugsweise wird dieser Ausschaltvorgang als linear verlaufender gleitender Übergang realisiert, was mittels einer nicht zu komplizierten Steuerung ermöglicht ist. Alternativ hierzu sind auch nicht linea re Verläufe denkbar. Diese erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung mit einem gleitenden Ausschaltvorgang stellt sicher, dass der Benutzer vor dem endgültigen Ausschalten der Bilddarstellung des Displays einen Hinweis auf die bevorstehende endgültige Beendigung der Bilddarstellung erhält und somit nicht unangenehm überrascht wird. Dies wirkt sich positiv auf die Reduktion der Unfallgefahr aus.
Auch hat es sich besonders bewährt, zeitlich vor dem Ausschalten dem Fahrzeugführer das Ausschalten zu signalisieren. Diese frühzeitige Signalisierung wird insbesondere bei Erreichen einer Geschwindigkeit knapp unter der empfohlenen Maximalgeschwindigkeit insbesondere in einem Bereich oberhalb der empfohlenen Richtgeschwindigkeit v_richt ausgelöst. Diese Signalisierung erfolgt beispielsweise durch eine optische Darstellung in dem Display alternativ oder ergänzt durch eine haptische Signalisierung, beispielsweise durch ein Vibrieren des Lenkrades, bzw. durch ein akustisches Signal, beispielsweise durch das Ertönen eines kurzen Tones. Durch diese Vorabinformation zeitlich vor dem Ausschalten ist die Vorwarnung des Fahrzeugführers vor dem Ausschalten im besonderen Maße sichergestellt. Dies führt zu einer Verbesserung der Verkehrssicherheit. In besonderem Maße haben sich akustische Warnsignale bewährt, da diese auch ohne Blickkontakt zum Display, also beispielsweise während der direkten Betrachtung der Fahrzeugumgebung erfassbar sind und dadurch regelmäßig ohne Unterbrechungen oder nur mit geringen Unterbrechungen von dem Fahrzeugführer so erfassbar sind, dass er nicht von dem Ausschalten des Displays bzw. der Bilddarstellung des Displays überrascht ist. Vorzugsweise wird alternativ oder ergänzend zu diese Signalisierung als Vorwarnung eine Warnsignal durch einen Signalgeber ausgegeben, sobald die empfohlene Maximalgeschwindigkeit überschritten wird. Diese Warnsignal wird beispielsweise durch eine optische Darstellung in dem Display alternativ oder ergänzt durch ein haptisches Warnsignal, beispielsweise durch ein Vibrieren des Lenkrades, bzw. durch ein akustisches Warnsignal, beispielsweise durch das Ertönen eines kurzen Warntones realisiert. Dabei wird das Warnsignal typisch differenziert zu dem Signal für die vorzeitige Signalisierung eines bevorstehenden Ausschaltens gewählt.
Nach einer bevorzugten Ausbildung der Vorrichtung ist die Steuereinheit so ausgebildet, dass zusätzlich zum Display die Kamera und/oder die Strahlungsquelle ausschaltbar ist. Dabei wird die Kamera mit dem Display abgeschaltet oder kurze Zeit nach diesem. Damit gelingt es, dass während des Betriebes des Displays stets die Kamera in Betrieb ist und Bilddaten liefern kann, die im Display zur Darstellung gebracht werden können. Alternativ oder ergänzend zur Kamera wird durch die Steuereinheit gesteuert auch die Strahlungsquelle ein- bzw. ausgeschaltet. Dadurch ist sichergestellt, dass ein sehr effizienter und sicherer Betrieb der Vorrichtung gewährleistet ist, ohne dass die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung eingeschränkt ist. Auch wird erreicht, dass die Kamera bzw. die Strahlungsquelle als starken Energieverbraucher, welche nur sehr langsam wieder in Betrieb genommen werden können, nicht zu früh und damit entweder mit dem Display oder unmittelbar nach ihm oder erst viel später ausgeschaltet wird. Die wirkt sich sehr positiv auf den Energieverbrauch der Vorrichtung aus, was die Einsetzbarkeit der Vorrichtung merklich verbessert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug erläutert. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausbildung beschränkt.
1 zeigt einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug.
Diese Vorrichtung zeigt eine Strahlungsquelle 2 für infrarote Strahlung welche infrarote Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 800 nm ausstrahlt. Die Strahlungsquelle 2 ist als Infrarotlaser realisiert. Diese Strahlungsquelle 2 ist im Frontbereich des Fahrzeugs im Bereich der Scheinwerfer angeordnet und beleuchtet den Bereich vor dem Fahrzeug. Zusätzlich zeigt diese Vorrichtung eine infrarotempfindliche Kamera 3, welche so in dem Fahrzeug angeordnet und ausgerichtet ist, dass sie zumindest einen Teil der durch die infrarote Strahlungsquelle 2 bestrahlten Umgebung erfasst und die erfassten Bilddaten über die Steuereinheit 1 dem Display 4 zuführt. Mit dem Display 4 werden die ihr zugeführten von der Kamera 3 erfassten Bilddaten dargestellt und somit einem Fahrzeugführer zur Verfügung gestellt. Die Steuereinheit 1 steuert dabei die infrarote Strahlungsquelle 2, die Kamera 3 und das Display 4.
Die infrarote Strahlungsquelle 2 strahlt dabei infrarote Strahlung aus, die von der Umgebung zumindest teilweise reflektiert wird und als reflektierte Strahlung von der infrarotempfindlichen Kamera 3 erfasst und in Bilddaten gewandelt wird. Diese Bilddaten werden durch das Display 4 entweder unmittelbar oder nach eine gewissen Bildsignalverarbeitung mittels der Bildauswerteeinheit 6 wiedergegeben. Somit ist das im Display 4 dargestellte Bild ein infrarotes Abbild der Umgebung des Fahrzeuges. Da die infraroten Reflektions- bzw. Strahlungseigenschaften der Umgebung sich von den Eigenschaften im sichtbaren Lichtbereich unterscheiden, unterscheidet sich auch das dargestellte Bild von der direkten Sicht des Fahrzeugführers auf die Umgebung. Durch die Verwendung der Vorrichtung gelingt es, diese Unterschiede vorteilhaft zu nutzen, was zu einer verbesserten Sicht insbesondere bei Nacht, aber auch bei schlechten Witterungsverhältnissen wie bei Regen oder bei Nebel führt.
Die Steuereinheit 1 steuert dabei abhängig von den erfassten Bilddaten das Display 4 so, dass die Bildwiedergabe zielgerichtet ein- oder ausgeschaltet wird. Dies erfolgt so, dass beim Überschreiten der Fahrzeuggeschwindigkeit v über eine Maximalgeschwindigkeit v_max ein Ausschalten des Displays und bei Unterschreiten ein Einschalten bewirkt wird. Dabei ist ein Geschwindigkeitssensor 7 vorgesehen ist, welcher mit der Steuereinheit verbunden ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit v an die Steuereinheit 1 weiterleitet. Darüber hinaus ist eine Bildauswerteeinheit 6 vorgesehen, welche mit der Kamera und der Steuereinheit verbunden ist und welche die erfassten Bilddaten auf die empfohlene Maximalgeschwindigkeit v_max und eine empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt auswertet und diese der Steuereinheit 1 zuführt. Die Steuereinheit steuert mit diesen Informationen das Display.
Die erfassten Bilddaten werden dabei mittels einer Bilddatenauswerteeinheit 6 auf ihre Eigenschaften beispielsweise die Helligkeitswerte bzw. Kontrastwerte ausgewertet und in Abhängigkeit dieser Eigenschaften dann die Maximalgeschwindigkeit v_max ermittelt und anschließend mittels der Steuereinheit 1 das Display 4 ein- oder ausgeschaltet. Das Ein- oder Ausschalten erfolgt beispielsweise anhand einer Referenztabelle, in der ein Maß für die jeweiligen Eigenschaften ins Verhältnis zu der Maximalgeschwindigkeit v_max bzw. zu der empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt enthalten ist. Durch diese Ausbildung der Vorrichtung gelingt es, ein sehr aktuelles Verhalten der Vorrichtung bzw. Steuerungsverhalten, welches sich an den aktuellen Bilddaten und damit anhand der aktuellen Umgebungssituation zur Bestimmung insbesondere der Maximalgeschwindig keit v_max orientiert, zu gewährleisten. Damit ist sichergestellt, dass abhängig von der jeweiligen Umgebungssituation und damit der jeweiligen Sichtverhältnisse angemessene Ein- bzw. Ausschaltzeitpunkte gewählt werden und dadurch der Fahrzeugführer verlässlich dazu gebracht wird, sich nicht zu sehr auf die Darstellung der Bilddaten in dem Display 4 zu verlassen. Dadurch gelingt es, den Fahrer von einer ausschließlichen Berücksichtigung der im Display 4 dargestellten Bilddaten fernzuhalten und ihn zumindest zu einer ergänzenden Berücksichtigung der direkten Umgebung zu veranlassen. Auch ist durch die Darstellung der ermittelten, empfohlenen Richtgeschwindigkeit v_richt sichergestellt, dass der Fahrzeugführer stets über eine im Hinblick auf den Verkehrsfluss und die Verkehrsicherheit optimierte empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt informiert ist. Dies führt zu einer merklichen Verbesserung des Fahrverhaltens und damit der Sicherheit des Fahrzeugführers, des Fahrzeuges aber auch des gesamten Verkehrs.
Ein völliges Ausschalten des Displays 4 ist nicht erforderlich, allein die Beendigung der Bilddarstellung ist ausreichend für die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Ausschalten des Displays 4 bewirkt bei dem Fahrzeugführer das Erfordernis sich mit dem Blick von dem Display 4 zu lösen und den Blick wieder direkt auf die Fahrzeugumgebung zu lenken. Damit ist sichergestellt, dass er sich nicht durch die verbesserte Sicht, welche durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geschaffen ist, blenden lässt und auf Basis der verbesserten Sicht die eigenen Fähigkeiten, das Fahrzeug oder die äußeren Umstände fehlinterpretiert und beispielsweise zu schnell bzw. mit nicht angepasster Geschwindigkeit fährt. Vielmehr wird er durch das Ausschalten des Displays 4 veranlasst, sich der direkten Betrachtung der Fahrzeugumgebung zuwenden und sein Fahrverhalten regelmäßig den dann ihm zur Verfügung stehenden Sichtverhältnissen an passen und nach einem erneuten Einschalten der Vorrichtung bzw. der Bilddarstellung des Displays 4 wieder die verbesserte Sicht nutzen, ohne automatisch der Fehleinschätzung der Situation zu unterliegen. Diese Wirkung hat sich als sehr vorteilhaft und sehr durchschlagend erwiesen.
Neben dem Ausschaltens des Displays 4 beim Überschreiten der Maximalgeschwindigkeit v_max hat die Steuereinheit 1 auch die Steueraufgabe, die Kamera 3 in entsprechender Weise also gleichzeitig oder kurz danach auszuschalten. Diese zusätzliche Steueraufgabe gewährleistet einen sehr wirkungsvollen Betrieb der Vorrichtung, wobei einerseits die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung uneingeschränkt erhalten ist aber zum andern der Energieverbrauch der Vorrichtung merklich abgesenkt ist. Der Energieverbrauch einer derartigen Vorrichtung ist in einem Fahrzeug von besonderer Bedeutung, da ein derartiges Fahrzeug eine Vielzahl von elektronischen Komponenten aufweist, von denen eine Vielzahl gleichzeitig im Betrieb ist und dementsprechend eine beachtliche Menge an Energie verbrauchen, welche durch das Fahrzeug mit seiner autonomen Energieversorgung nur begrenzt zur Verfügung gestellt werden kann.
Darüber hinaus ist die Steuereinheit 1 mit der Lichthupe 5 verbunden, welche als zusätzlicher Schalter im Bereich des Lenkrads angeordnet ist. Mit der Betätigung der Lichthupe wird das Display 4 bzw. die Kamera 3 wieder aktiviert und durch die Steuereinheit 1 gesteuert eingeschaltet. Danach wird das Display 4 bzw. die Kamera 3 so lange im Betrieb gehalten, bis abhängig von dem Überschreitet der empfohlenen Maximalgeschwindigkeit das Display 4 bzw. die Kamera 3 ausgeschaltet werden. Durch diese einfache Ausbildung eines zusätzlichen Schalters für das Einschalten des Displays 4 bzw. der Kamera 3 ist eine sehr robuste und sichere und einfach zu handhabende Vorrichtung geschaffen, die einerseits eine verbesserte Sicht für den Fahrzeugführer zur Verfügung stellt, andererseits das unerwünschte ausschließliche Fahren nach dem Display verhindert und andererseits die Betätigung ohne wesentliche Schwierigkeiten ermöglicht. Durch die Verwendung des Lichthupenschalters 5 gelingt es, den Fahrer durch Betätigung der Lichthupe parallel das Display 4 bzw. die Kamera 3 in Betrieb zu nehmen, ohne dass er das Lenkrad aus dem sicheren Griff lassen muss. Dies führt zu einer sehr sicheren Handhabung der Vorrichtung und damit zu einer Erhöhung der Verkehrssicherheit.
Die Steuereinheit 1 ist mit einer Bildauswerteeinheit 6 verbunden, welche das Beenden der Bilddarstellung und damit das Ausschalten des Displays 4 gleitend realisiert. Dabei werden die erfassten Bilddaten künstlich während dem gleitenden Ausschalten durch Hinzufügen von Rauschkomponenten künstlich verschlechtert, bis nur noch Rauschen in dem Display 4 dargestellt werden und damit das Display 4 quasi ausgeschaltet werden kann. Mit zunehmendem Rauschen wird die erfassbare Bildinformation und damit die dargestellten Bilddaten weniger nützlich für den Fahrzeugführer, welcher dementsprechend immer mehr geneigt ist, sich die Fahrzeugumgebung direkt anzuschauen und direkt zu erfassen. Durch dieses gleitende Ausschalten ist gewährleistet, dass der Fahrzeugführer von dem bevorstehenden endgültigen Ausschalten vorgewarnt ist und damit nicht durch das endgültige Ausschalten überrascht ist. Unabhängig vom Maß des gleitenden Ausschaltens wird die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt stets dem Fahrzeugführer auf dem Display ausgegeben. Auch nach dem „Ausschalten" des Displays, also dem Zustand in dem die erfassten Bildinformationen der Fahrzeugumgebung nicht wiedergegeben werden, wird die aktuelle oder die zuletzt ermittelte empfohlene Richtge schwindigkeit v_richt bevorzugt dargestellt. Dies hat sich als sehr positiv für den Fahrzeugführer herausgestellt.
Die beschriebene Vorrichtung zeigt somit ein Ausschalten einzelner Komponenten 3, 4 in Abhängigkeit der gefahrenen Fahrzeuggeschwindigkeit V. Durch diese Ausbildung der Vorrichtung gelingt es, Fehlvorstellungen beim Fahrzeugführer hinsichtlich der Fahrsituation einzuschränken und damit die Verkehrssicherheit für den Fahrzeugführer, das Fahrzeug und den gesamten Verkehr zu erhöhen.

Claims

Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug, mit einer Strahlungsquelle für infrarote Strahlung zur Bestrahlung der Umgebung des Fahrzeuges, mit einer infrarotempfindlichen Kamera zur Erfassung zumindest eines Teils der bestrahlten Umgebung, mit einer Displayeinheit zur Darstellung erfasster Bilddaten und mit einer Steuereinheit zur Steuerung der Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bildauswerteeinheit vorgesehen ist, welche mit der Kamera und der Steuereinheit verbunden ist und welche die erfassten Bilddaten auf die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt auswertet und diese einem Fahrzeugführer als Geschwindigkeitsempfehlung zur Verfügung stellt.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinheit die erfassten Bilddaten zusätzlich auf eine empfohlene Maximalgeschwindigkeit v_max auswertet, dass ein Geschwindigkeitssensor vorgesehen ist, welcher mit der Steuereinheit verbunden ist, und dass die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass ein Ausschalten des Displays beim Überschreiten einer Fahrzeuggeschwindigkeit v über die Maximalgeschwindigkeit v_max erfolgt.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass ein Einschalten des Displays beim Unterschreiten einer Fahrzeuggeschwindigkeit v unter die Maximalgeschwindigkeit v_max erfolgt.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass ein Einschalten des Displays beim Unterschreiten einer Fahrzeuggeschwindigkeit v um die Geschwindigkeitsdifferenz v₀ unter die Maximalgeschwindigkeit v_max erfolgt.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsdifferenz v₀ im Bereich von wenigen % der Maximalgeschwindigkeit v_max insbesondere im Bereich von 5% davon gewählt ist.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungseinheit oder die Bildauswerteeinheit vorgesehen ist, die den Umgebungszustand insbesondere diem Position, den Fahrbahnverlauf, den Fahrbahnzustand, den Wetterzustand, die vorhandenen Verkehrszeichen oder das Verkehrsaufkommen so auswertet, dass abhängig davon auf die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt und/oder die Maximalgeschwindigkeit v_max bestimmt wird.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt und/oder die Maximalgeschwindigkeit v_max im Display darstellbar ist.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug einem der vorstehenden Ansprüche 2–7, dadurch gekennzeichnet, dass neben einem Ein-/Ausschalter für die Vorrichtung ein zusätzlicher Schalter zum Einschalten des Displays nach einem Ausschalten vorgesehen ist.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Schalter im Bereich des Lenkrads insbesondere durch einen Lichthupenschalter oder eine Lenkradwippe realisiert ist.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschalten des Displays sprunghaft ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschalten des Displays gleitend ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalgeber vorgesehen ist, welche mit der Steuereinheit verbunden ist und welcher so angesteuert ist, dass vor dem oder bei dem Überschreiten der Fahrzeuggeschwindigkeit v über die empfohlene Richtgeschwindigkeit v_richt und/oder die Maximalgeschwindigkeit v_max ein optisches, akustisches und/oder haptisches Warnsignal ausgegeben wird.
Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass neben dem Display zusätzlich die Kamera und/oder die Strahlungsquelle geschwindigkeitsabhängig aus- und einschaltbar ist.